Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Лекция №1
1. ПОНЯТИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ, ИНФОРМАЦИОННЫХ СВЯЗЕЙ, КИБЕРНЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
Система - множество взаимодействующих элементов любой природы и их связи составляющие целостное образование.
Структура - устойчивая совокупность внутренних связей между элементами системы. Рост связей между элементами в системе пропорционален квадрату числа элементов.
Под системой управления принято понимать организационную систему, в которой реализуется процесс управления путем взаимодействия объекта управления и управляющей части.
ИС- это организационная система в которой автоматизирован процесс сбора, передачи и обработки исходных данных, используемых для решения оптимизационных задач.
По способу обработки информации в ЭВМ информационные системы можно разделить на три вида:
системы автоматической обработки данных (САОД);
информационно-справочные системы (ИСС);
информационно-логические системы (ИЛС).
ИС состоит из: 1) информации, 2) информационных технологий, 3) организационных единиц, 4) функциональных компонентов.
Любая система представляет собой совокупность объектов и связей между ними.
Информационные связи – это связи между структурными єлементами системы, по каналам которых передаються информационные потоки, необходимые для системы управления.
Процесс управления информационными связями можно рассматривать в статике (как застывший на какой-то конкретный момент времени) и в динамике (с учетом движения и развития).
При организации управления информационными связями необходим анализ объекта управления.
Анализ – это первый этап разработки любого мероприятия в области совершенствования управления.
Анализ объекта состоит из трех взаимосвязанных этапов работы:
Процесс системного анализа объекта включает в себя 9 этапов:
Для автоматизации процесса анализа информационных потоков необходимо создать соответствующую информационную модель. С этой целью удобно воспользоваться аппаратом теории графов.
При кибернетическом подходе к исследованию системы рассматривается динамика ее функционирования во времени. Представление системы на основе кибернетического подхода показано на рис. 2.
Признаки кибернетической системы:
Рис. 2 Принципиальная схема кибернетической системы.
Здесь показаны информационные потоки в зависимости от вида источника и соответствующих каналов обратной связи. Входы и выходы связаны с объектом и представляют собой материальные потоки, перерабатываемые объектом. Каждый компонент материального потока характеризуется совокупностью параметров и переменных, образующих множества информационных признаков, составляющих информационные потоки.
Например, на рис. 2. потоки формируются из документов, содержащих значения параметров, полученных по результатам их измерений в процессе контроля за состоянием входов, выходов и объекта в некоторые моменты времени. Эти потоки являются выходными для объекта и входными для органа управления руководства завода, поступающими по каналам обратной связи.
Джон Майнер, выдающийся исследователь в области управления, указывает, что, лишь 50% попыток обмена информацией приводит к обоюдному согласию общающихся. Чаще всего причина столь низкой эффективности состоит в не правильном обмене.
Коммуникация — это обмен.
В ходе обмена обе стороны играют активную роль. Обмен информацией происходит только в том случае, когда одна сторона «предлагает» информацию, а другая воспринимает ее. Для этого необходимо уделять внимание коммуникационному процессу.
Коммуникационный процесс — это обмен информацией между двумя или более объектами.
Основная цель коммуникационного процесса — обеспечение понимания информации, являющейся предметом обмена.
В процессе обмена информацией можно выделить четыре базовых элемента.
При обмене информацией отправитель и получатель проходят несколько взаимосвязанных этапов. Их задача — составить сообщение и использовать канал для его передачи таким образом, чтобы обе стороны поняли и разделили исходную идею.
Указанные взаимосвязанные этапы таковы:
Важнейшая особенность процесса управления заключается в его информационной природе.
Информацию условно считается предметом и продуктом управленческого труда.
Информационный поток – совокупность информации, минимально необходимая для осуществления работы объекта.
Информационное обеспечение и информационные связи — это часть системы управления, которая представляет собой совокупность данных о фактическом и возможном состоянии элементов производства и внешних условий функционирования производственного процесса.
Выделяют два уровня характеристики информационного обеспечения:
При элементной характеристике информации изучаются состав информации, форма и виды носителей, их номенклатура.
Основные требования к качеству информации:
В информационных системах особые функциональные связи между объектами системы осуществляются по специально организованным структурированным каналам прямой и обратной связи (информационными потоками).
Входные данные Выходные данные
|
Внешняя информация (состояния окружающей среды) |
Система управления организацией (управляющая подсистема) |
План (бизнес-план) |
|
Внутренняя информация (состояние факторов производства) |
Производство (управляемая подсистема) |
Обратная связь
Рис. 3 Информация в управлении
При характеристике информационной системы исследуются движение информационных потоков, их интенсивность и устойчивость, алгоритмы преобразования информации и соответствующая этим объективным условиям схема документооборота.
При создании информационного обеспечения ориентируются на усредненную, выровненную потребность в информации руководителей и специалистов. Особое место здесь занимает информация об управлении, в которой отражаются прогрессивные приемы и методы организации управления.
В процессе организации информации принципиальное значение имеет расчленение ее на условно-постоянную, выполняющую роль нормативно-справочной, и переменную.
Оба эти вида информации на основе анализа классификационных связей организуются во взаимосвязанные блоки (модели), которые могут быть описывающими, т. е. характеризующими процесс в статике или динамике, компонентами, отражающими определенную типовую ситуацию.
Процесс формирования информационного обеспечения включает несколько этапов:
Порядок формирования определяет подход к анализу состава информации. Организация информации в значительной степени предопределяет порядок ее хранения, регистрации, обновления, передачи и использования.
Четкая организация банков данных позволяет более полно обосновать направления движения, интенсивность потоков, закономерности ее преобразования, методику запросов и получения.
Следовательно:
Система информационного обеспечения — это совокупность данных о целях, состоянии, направлениях развития объекта и окружающей его среды, организованная во взаимосвязанных потоках сведений. Эта система включает методы получения, хранения, поиска, обработки данных и выдачи их пользователю.
Информация в такой модели носит распределенный характер и может быть достаточно строго структурирована на каждом узле и в каждом потоке. Узлы и потоки могут быть условно сгруппированы в подсистемы,
Каждое рабочее место - будь то рабочее место сборщика на конвейере, бухгалтера, менеджера, кладовщика, специалиста по маркетингу или технолога - это узел, потребляющий и порождающий определенную информацию. Все такие узлы связаны между собой потоками информации, овеществленными в виде документов, сообщений, приказов, действий и т.п. Таким образом, функционирующее предприятие можно представить в виде информационно-логической модели, состоящей из узлов и связей между ними.
Источники информации характеризуются уровнем стабильности.
Основополагающими элементами информационного обмена являются следующие структуры:
Чтобы информационный обмен был полноценным, информационные ресурсы должны иметь соответствующее качество, актуальность и оригинальное содержание.
Данные могут обрабатываться и перемещаться:
Анализ потоков информации начинается с обследования, которое может проводиться двумя методами:
Обследование потоков информации завершается расчетом объемов необходимой информации, регламентирующим ее движение, составлением схем потоков, проектированием форм применяемой документации.
Для рационализации построения потоков информации целесообразно использовать ряд показателей:
Эталоном оценки движения информационных потоков является их соответствие связям в управляемом объекте.
ИНФОРМАЦИОННЫЕ БЛОКИ
Часто обновляемую информацию удобнее всего размещать в виде информационных блоков. Такой способ представления информации поможет сэкономить время и силы.
Примеры информационных блоков:
Модуль информационных блоков позволяет:
УЧЕТ ДИНАМИКИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПОТОКОВ И СВЯЗЕЙ
Динамика информационного потока и связей, рассматривается как процесс его изменения во времени.
Управление динамикой информационных процессов, т.е. изменение объемов информационных пересылок внутри и между подсистемами в единицу времени, предполагает непрерывный контроль этих пересылок не только по семантике сообщений, но и по темпам их порождения и обработки. Необходимо контролировать, как и сколько информации определенного смыслового содержания было произведено, передано и обработано в каждую единицу времени
Рассмотрим схему информационных потоков между выделенным набором подсистем (рис.4). Подсистемы A,B,C,D в общем случае имеют информационную взаимосвязь в составе шести двунаправленных информационных потоков F с соответствующей индексацией.
Рис. 4 Иллюстративная схема информационных потоков в наборе подсистем.
Эти подсистемы информационно связанны с некоторым сервером или центральным вычислителем, его базами, и пользуются его вычислительными мощностями. Сервер может использоваться как промежуточный буфер или база для хранения массивов выработанной информации.
Полная характеристика динамики информационного взаимодействия состоит из:
Подсистема обработки информации состоит из метаинформации, обеспечивающей сведения о фактах и динамике получении или передаче информации по технологической цепи производственного процесса. Т.е. прежде всего – объем и факт движения информации в семантических единицах данного рабочего места: листах чертежей, количестве деталей или тонн.
Следовательно, для управления системно-сложным объектом требуется, прежде всего, создание схемы организации работы с информацией, Эта структура должна обеспечивать возможность накопления и использования метаинформации для достижения возможности принятия управляющих решений. Такого рода структура использует встраивание вычислительной среды в состав объекта, т.е. на
перехват информационных потоков с возможностью определения их
динамических характеристик.
Рис. 5 Фрагмент схемы сбора динамической информации
Тем самым обеспечивается замыкание информационных потоков источников и потребителей информации внутри объекта (и, в возможной степени, – потоков внешней информации) через некоторую компьютерную среду, становящуюся единственным разрешенным каналом для обмена информацией.
Это означает, что в компьютере постоянно работает программа адресного сбора динамических характеристик потоков информации (рис.5). Каждое рабочее место полностью и постоянно отслеживается по этим характеристикам. Любое изменение динамики информационных потоков, непредусмотренное соответствующей технологией работ, является сигналом для начала выработки управляющих решений.
Прикладная теория ИСУ (информационных систем управления) предлагает конструировать одновременно объект и внешний мир.
Воздействие внешнего мира задается полным перебором возможных сочетаний динамических характеристик информационных потоков. Это эквивалентно заданию внешнего мира некоторым числом информационных входов, количественно совпадающих с числом точек обработки информации в системно-сложном объекте (потоки F без индексации на рис.5). Это достаточно ясно, ибо информационное проявление внешнего мира может проявляться только в его влиянии на работу подсистем переработки информации (их организационную структуру и производительность)
Полный перебор сочетаний динамики информационных потоков обеспечивает моделирование всех возможных воздействий на объект со стороны внешнего мира.
Практические исследования показывают необходимость учета динамики информационных потоков по двум составляющим:
Это можно осуществить следующим образом: объект следует создать в виде набора терминалов для порождения и анализа информации, подключенных к единой информационной среде, обеспечивающей прием и целесообразное распределение информации по технологически связанным местам и ее накопление.
Уже на начальных этапах конструирования объекта необходимо выделить информацию двух видов, учитывая, кроме вышеупомянутых базовых информационных потоков, информацию, регламентирующую содержание этих потоков.
Если информация первого типа для конечного пользователя оформляется, к примеру, в виде спецификаций, маршрутных карт, сводных документов и т.п., то информация второго типа - это стандарты и ограничительные перечни, классификаторы и планы.
2. ОПИСАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ СВЯЗЕЙ И ПОТОКОВ СЛОЖНОЙ СИСТЕМЫ
При описании системы необходимо обеспечить максимальное информационное удовлетворение подсистем внутренними информационными связями при возможной минимизации их связей с внешним миром. Это можно описать следующей задачей.
Пусть объект, как система, представляется сетью U, состоящей из узлов (подсистем) P, так, что:
Между PS установлены двунаправленные информационные связи с известными информационными потоками F:
,
что образует полносвязную матрицу
Для некоторого подмножества подсистем:
,
где , при условии:
необходимо найти такую матрицу, что взаимный информационный обмен между входящими в нее объектами максимален и удовлетворяющую эффективному, сочетанию двух критериев:
В физическом смысле это означает: информационный обмен со средой, окружающей выбранный набор подсистем, должен быть минимален, т.е. необходимо найти подмножество подсистем X, содержащееся в U, такое, что:
Практическое решение такой задачи в общем случае, возможно только полным перебором. В ряде случаев, используя те или иные особенности системы, этот перебор можно сократить.
Основными источниками информации и ее связей на предприятии являются:
Первый источник – данные отчетности текущего года.
Второй источник – изучение директивной документации (приказы, распоряжения, протоколы совещаний, материалы по проверке исполнения, отчеты отдельных подразделений и т.п.).
Третий источник – специальные обследования. Этот источник является в настоящее время основным.
Названные источники информации не исключают друг друга. Они должны сочетаться, взаимодополняя и обогащая получаемый разными методами материал.
В настоящее время успешно используется несколько методик анализа информационного обеспечения и его связей. Они различаются принятыми характеристиками количества информации (символы, записи, графостроки, документы и т. п.), методами и инструментами анализа. Наиболее разработанные методы анализа информационного обеспечения и его связей:
Эти методы исходят прежде всего из общей количественной характеристики информации.
Каждый из этих методов имеет свою область применения: одни удобны для описания информационных связей между подразделениями, другие – между группами задач, отдельными задачами и группами элементарных процедур.
МАТРИЧНЫЕ МОДЕЛИ
Наиболее полное и детальное отражение и анализ потоков информации можно получить с помощью информационных моделей, которые разрабатываются как матричные модели. При этом используются различные матрицы –
Чаще других используются модели в виде матриц и графов. Оба эти способа моделирования предполагают выделение в информационной системе в виде самостоятельных компонентов исходных, промежуточных и конечных данных. Это позволяет изучать их изолированно, что имеет принципиальное значение для исследования потребности во внешней и внутрипроизводственной информации.
Матричные модели потоков циркулирующей информации могут быть построены в различных вариантах, но в качестве базовых выступают матрицы размерностью «документ на документ», «показатель на показатель». При этом документы могут рассматриваться как единые блоки.
В классическом виде матричные модели предназначены для анализа классификационных связей. Но они приемлемы также для изучения основных характеристик информационного обеспечения управленческого аппарата, потому что позволяют показать различные группировки видов и источников информации и способствуют более полному выявлению фактической обеспеченности и возможности улучшения задач разного вида.
ГРАФОАНАЛИТИЧЕСКИЙ МЕТОД
Графоаналитический метод исследования информационных потоков основан на представлении их информационного графа и анализа его матрицы смежности.
Графы могут быть построены на уровне документов, на уровне компонентов (исходные, промежуточные и внешние данные) и на синтетическом уровне (исходные и промежуточные данные, внешние и функциональные результаты).
На основе графоаналитических моделей можно выявить число разновидностей исходной, промежуточной и результативной информации, используемой и получаемой в процессе решения задачи, частоту использования различных информационных данных, действительное использование каждого показателя в работе.
Имея графы основных задач и процедур, решаемых в процессе управления, можно получить матрицу смежности графов, показывающую взаимосвязь задач и документов, используемых в управлении. Граф каждой задачи и конкретного уровня управления позволяет установить рациональную информационную преемственность, возможность использования промежуточных и конечных результатов данной задачи для других.
Структурный граф может использоваться для расчета объема информации.
При обосновании информационных потоков необходимо учесть:
Для этой цели успешно используются информационные модели объектов и происходящих в них процессов.
К структурным компонентам потока информации можно отнести входные и выходные документы (функциональный уровень анализа), массивы исходной, промежуточной и выходной информации (элементный уровень анализа).
Для фиксированных по составу и содержанию информационных потоков в объекте автоматизации, постоянном составе и взаимодействии элементов АСУ, структура потоков информации в системе будет в общем случае неизменна. Для них последовательности и взаимосвязи структурных компонентов потоков постоянны и могут быть найдены один раз.
ПОСТРОЕНИЕ ГРАФИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Представим структурные компоненты потоков информации в виде вершин ориентированного графа G=(M,V), дуги которых отражают их связи между собой. Каждая пара вершин Mi и Mj соединена дугой, направленной от Mi к Mj только в том случае, если есть переход информации от Mi к Mj.
Используя свойства графов, можно получить ряд важных характеристик исследуемых потоков информации в системе.